Licht ins Dunkel!

Korallen helfen beim Erhellen der Geschichte, sie illuminieren aber auch das Meer. So sorgt ein Teil von ihnen für den anderen, der aus Licht Energie zieht.

Wann und durch wen wurde auf Hawaii ein zentraler Staat mit weltlicher und geistlicher Bürokratie errichtet? Unter Pi’ilani dem Großen, er war „der 130. Nachfolger von Wakea, dem Gott des Lichts“. So berichteten Legenden, US-Ethnologen haben sie im 19. Jahrhundert aufgezeichnet. Ihre Kollegen aus der Archäologie folgten lange nicht, erst Mitte des 20. Jahrhunderts stießen Grabungen auf Paläste und Tempel. Wann wurden die hochgezogen, wann lebte der 130. Nachfolger? Im Groben halfen Radiokarbondatierungen, für die Details brauchte es feinere Archive, 2005 konnte Patrick Kirk (Berkeley) eines erschließen: In den Tempeln waren Korallen, als Opfergaben und in die Wände eingemauert. Korallen nehmen mit dem Meerwasser

auf, das zerfällt in bekannten Raten zu Kirk maß das Verhältnis: „Die Tempel wurden unglaublich rasch errichtet, in insgesamt 60, vielleicht auch nur 30 Jahren zwischen 1580 und 1640“(Science 207, S. 102).

Das geht nur, wenn einer mit harter Hand regiert: Pi’ilani. So bringen Korallen Licht ins Dunkel, sie tun es auch, wenn sie von einem Tsunami zerschlagen und auf das Land geschleudert werden. Solche Zeugen für die Zeit zwischen 1200 und 1480 hat Brian Atwater (US Geological Survey) gerade tief im Inneren der Virgin Islands aufgespürt (Geosphere 13, S. 301), Steven Ward (UC Santa Cruz) hat früher schon viel ältere Spuren auf den Bahamas gesichtet, sie wurden vor 120.000 Jahren gelegt, kurz zuvor war ein Vulkan auf den Kanarischen Inseln vor Afrika ins Meer gebrochen, dann war die Welle quer durch den Atlantik gefahren (Geophysical Research Letters 28, S. 3397).

Auch mit ihren chemischen Einlagerungen sind Korallen treue Zeugen, Antonio A´lvarez-Valero (Salamanca) etwa hat Edelgase im Visier, vor allem Helium: Das kommt aus Tiefseevulkanen, kurz bevor sie ausbrechen, Korallen lagern es ein, an ihnen kann man die Geschichte der Vulkane rekonstruieren (Chemical Geology 18. 5.).

Schwieriger ist das mit jener der Korallen selbst. Die haben zwar mächtige Bauwerke aufgetürmt, aber von ihren ersten Bewohnern ist nichts geblieben, weder von den Polypen noch von den Zooanthella, fotosynthesetreibenden Algen, die als Endosymbionten mit ihnen vergesellschaftet sind und sie mit Energie versorgen. Bis zu 80 Prozent ihres Bedarfs beziehen die Polypen von ihren Bewohnern, den Rest holen sie aus dem Wasser, mit ihren Tentakeln oder mit Schleim, an dem Beute haften bleibt. Dafür, dass diese in Reichweite kommt, sorgen sie aktiv, indem sie das Wasser verwirbeln, mit Zilien, kleinen Zellauswüchsen (Pnas 111, S. 13391). Säure? Kein Problem! Aktiv sind sie auch sonst, etwa beim Bauen. Das Material ist Kalziumkarbonat (Kalk), es wird aus dem Wasser gezogen. Aber es gibt Meeresregionen mit sehr wenig, und die steigenden CO2-Gehalte lassen fürchten, dass der Kalk generell knapp wird, weil CO2 sich zu Kohlensäure löst, die ein Wasserstoff-Ion abspalten kann. Das bindet an Karbonat-Ionen, die stehen dann den Korallen nicht mehr zur Verfügung. So steht es zumindest in den Büchern. Aber nun hat Ami Baco (Florida State University) „unmögliche Korallen“gesichtet, in extrem kalkarmen Tiefen des Nordpazifik: „Es ist ein Mysterium, warum sie hier sind.“(Scientific Reports 17. 7.)

Aber es wurde gerade gelöst: Paul Falkowski (Rutgers) hat sich genauer angesehen, wie Korallen ihre Häuser bauen, sie tun es nicht von der Chemie bzw. dem Karbonatgehalt diktiert, sondern aktiv, biologisch: mit Enzymen. Denen tut Säure nicht nur nichts, sie haben selbst viel davon, mehr als die Meere: Deren pH ist seit 1700 von 8,25 auf 8,14 gefallen, das CO2 wird ihn in absehbarer Zeit auf 7,8 drücken. Aber die Enzyme arbeiten bis herab zu 7: „Sie werden vermutlich auch dann Steine bauen, wenn die Meere vom Verbrennen fossiler Energie leicht sauer werden“, beruhigt Falkowski (Science 2. 6.): „Das jahrzehntealte Modell, wie Korallen Steine machen, ist falsch.“

Damit ist die eine mit dem CO2 verbundene Sorge gemildert. Die zweite hingegen wurde gerade aktualisiert: Große Teile des Great Barrier Reef sind an Wärme – vor allem durch das Klimaphänomen El Nin˜o – abgestorben bzw. ausgebleicht. Dabei schwinden zu- nächst die Zooanthellen und dann die Polypen. Aber vielleicht steckt eine Überlebenstaktik der Polypen dahinter: Auch nach dem letzten starken El Nin˜o 1998 gab es große Bleichen, viele Korallenriffe erholten sich aber relativ rasch: Die Polypen hatten nun andere Gesellschaft, Algen, die höhere Temperaturen ertragen. Das hat vermuten lassen, die Algen seien nicht gestorben, sondern von den Polypen abgestoßen worden, um Platz zu schaffen für neue, besser angepasste (Nature 430, S. 741).

Wo die Kalkgerüste in Wände eingemauert wurden, kann man an ihnen datieren. Die Polypen sorgen dafür, dass ihre Endosymbionten viel und optimales Licht erhalten.

Aber ob es nun alte sind oder neue, generell schaffen die Polypen guten Platz für sie, sie bringen Licht nicht nur in die Tiefen der Geschichte, sondern auch in die der Meere: Man hat lange schon bemerkt, dass viele tiefgelegene Korallen rot und gelb leuchten. Das kommt daher, dass die Polypen die blaue Wellenlänge, die im Wasser am weitesten dringt, in die der Farben umwandeln, die von den Fotosyntheseapparaten der Algen optimal verwertet werden können, Jörg Wiedenmann (Southhampton) hat es bemerkt (Proc. Roy. Soc. B 5. 7.). Und es geht nicht nur um die Umwandlung des Lichts, es geht auch um seine Verteilung: Korallen bauen ihre Stöcke nicht einfach drauflos, sondern sorgen mit der Form dafür, dass Licht so gestreut wird, dass es optimal verwertet werden kann, das ist Susana Enr´ıquez (Mexiko) aufgefallen (Proc. Roy. Soc. B 20161667).

Solche Raffinessen haben lange geholfen, aber die Liste der Bedrohungen durch den Menschen ist auch lang und beschränkt sich keineswegs auf den Klimawandel. Riffe werden überfischt, Riffe werden beschädigt – oft ohne Absicht durch Tourismus, bisweilen schlägt man sie aber auch kurz und klein, für Baumaterial, auf den Malediven etwa und auf Kiribati, ausgerechnet dort, wo man Überflutung durch die Erwärmung fürchtet –, Riffe werden erstickt und vergiftet, durch Dünger aus der Landwirtschaft und durch Pestizide, die am Grand Barrier noch in 60 Kilometer Abstand von der Küste bedrohliche Konzentrationen haben. Fraglich, wie lange sie noch Licht bringen.